| 9.3 固態(tài)相變(6)
2 馬氏體型相變
馬氏體(Martensite)是鋼在淬火時(shí)得到的一種高硬度產(chǎn)物的名稱，馬氏體轉(zhuǎn)變是固態(tài)相變的基本形式之一。馬氏體轉(zhuǎn)變發(fā)生在很大的過冷情況下，轉(zhuǎn)變速率極高，原子間的相鄰關(guān)系保持不變，故稱作切變型無擴(kuò)散相變，即“協(xié)同型”轉(zhuǎn)變。在過去幾十年的研究中，人們發(fā)現(xiàn)在一些超導(dǎo)體、純金屬（Zr，Li，Co）、有色金屬（如Ni-Ti, Cu-Zn-Al, Cu-Al-Ni等）、聚合物、陶瓷（ZrO2）和生物材料中也有馬氏體相變�，F(xiàn)已把材料中具有這種特性轉(zhuǎn)變過程通稱為馬氏體轉(zhuǎn)變。這種轉(zhuǎn)變?cè)跓崃W(xué)和動(dòng)力學(xué)上都有其特點(diǎn)，但最重要的特征體現(xiàn)在結(jié)晶學(xué)上。
 馬氏體轉(zhuǎn)變與相變孿生有相似之處。當(dāng)一片馬氏體與基體的自由表面交截時(shí)，表面會(huì)產(chǎn)生浮凸，如圖9-16所示，這是馬氏體轉(zhuǎn)變的重要特征。若在任意截取的拋光表面上劃一直線標(biāo)記，這一直線在相變時(shí)的變形可能有三種情況，見圖9-17。圖中(a)是經(jīng)常能觀察到的，而圖(b)和圖(c)未能觀察到。由直線標(biāo)記觀察結(jié)果可知，在相界面處劃痕改變方向，但仍然保持連續(xù)，而不發(fā)生彎曲。由此可以肯定，母相中任一直線在轉(zhuǎn)變后仍為直線，平面仍保持為平面，這種性質(zhì)反映了轉(zhuǎn)變產(chǎn)生的形變是均勻的。產(chǎn)生一個(gè)具有不變平面的均勻形變的應(yīng)變?yōu)椴蛔兤矫鎽?yīng)變，這種類型的應(yīng)變中，任一點(diǎn)的位移與該點(diǎn)距離此不變平面（慣習(xí)面）的距離成正比，孿生變形的簡單切變就是不變平面應(yīng)變的簡單例子。而馬氏體轉(zhuǎn)變涉及到更為復(fù)雜的不變平面應(yīng)變，見圖9-18。它的位移與不變平面成一定角度，可把它分解成為一個(gè)簡單切變疊加上一個(gè)垂直于不變平面的單向拉伸和壓縮。
ZrO2基陶瓷中的t-m轉(zhuǎn)變也是馬氏體相變，四方相到單斜相是通過無擴(kuò)散剪切變形實(shí)現(xiàn)的，這種馬氏體相變具有前述馬氏體相變的一般特征，其晶體學(xué)位向關(guān)系為(100)m∥(110)t，[010]m∥[001]t。
3有序-無序相變
某些合金在高溫狀態(tài)時(shí)溶質(zhì)、溶劑原子在點(diǎn)陣中無規(guī)分布，而在低溫時(shí)會(huì)出現(xiàn)有序分布，溶質(zhì)、溶劑原子各自分布在特定的點(diǎn)陣位置上。由無序狀態(tài)變到有序狀態(tài)是一個(gè)原子交換位置的過程，被稱為有序化轉(zhuǎn)變。有序化的推動(dòng)力是固溶體中原子混合能參量Em, 即要求
（9-49）
式中：EAB、EAA、EBB分別表示AB、AA、BB原子間的交互作用能。
 要達(dá)到穩(wěn)定的有序化，必須是異類原子間的吸引力大于同類原子原子間的吸引力，以便降低系統(tǒng)的自由能。有序化的阻力是組態(tài)熵，升溫使其對(duì)自由能下降的貢獻(xiàn)（-T△S）增加，當(dāng)達(dá)到某個(gè)臨界溫度以后，紊亂無序的固溶體更為穩(wěn)定, 有序固溶體消失。
具有短程有序的固溶體，當(dāng)其成分接近于一定的原子比且從高溫緩冷至某一臨界溫度以下時(shí)，兩種原子就可能在大范圍內(nèi)呈規(guī)則排列，亦即轉(zhuǎn)變?yōu)殚L程有序結(jié)構(gòu)。這便是有序固溶體。有序固溶體在X射線衍射圖上會(huì)出現(xiàn)附加的線條，稱為超結(jié)構(gòu)，見圖9-19。所以有序固溶體又稱為超結(jié)構(gòu)或超點(diǎn)陣。
（本節(jié)完）
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